JP3552163B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3552163B2 JP3552163B2 JP2000335385A JP2000335385A JP3552163B2 JP 3552163 B2 JP3552163 B2 JP 3552163B2 JP 2000335385 A JP2000335385 A JP 2000335385A JP 2000335385 A JP2000335385 A JP 2000335385A JP 3552163 B2 JP3552163 B2 JP 3552163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor chip
- base
- data carrier
- soft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法に関し、特に、外力負荷による破損を防止するようにした半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空タグ、物流管理用ラベル、および、無人改札用パスを使用目的としたデータキャリア装置が一般に普及しつつある。
【０００３】
従来のデータキャリアとしては、例えば、特開平６−２４３３５８に記載された航空タグがある。特開平６−２４３３５８に記載された航空タグは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム製基材の片面に渦巻状導体パターンのアンテナコイルと、送受信回路やメモリ等を搭載したＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（半導体装置）から構成されている。
【０００４】
本出願人は、先に、上述の送受信回路やメモリ等を構成する半導体チップを、フィルム状の絶縁性小片（一種の配線基板）に予め実装することでモジュール化し、この電子部品モジュールを航空タグ本体として構成するＰＥＴフィルム上に接着する構造のデータキャリアを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、航空タグに接着される上記の電子部品モジュールのように、高度の薄型化が要求される配線基板に関して、図１に示すように、プリント回路基板を構成する樹脂基材１５に半導体チップ１１が直接実装されるフリップチップ方式（以下、ＦＣと称する）が提案されている。このＦＣ方式は、半導体チップ１１の電極に、予め接続用のバンプ（突起状端子）１２を形成しておき、このバンプ１２と樹脂基材１５上の端子１３を位置合わせした後、ハンダなどの導電性ペースト１４により接続する方式である。
【０００６】
しかしながら、こうした半導体チップを構成するシリコン（Ｓｉ）は、脆性であり、外部からの機械的応力、特に点圧応力の負荷に対して非常に脆いにもかかわらず、ＦＣ方式で実装されると半導体チップ１１が剥き出しになるため、点圧応力の負荷により半導体チップが欠ける、割れる等の破損が発生し易いという課題があった。
【０００７】
この問題を解決する方法として、半導体チップを実装後に樹脂モールドにより密閉封止する方法、あるいは特開２０００−２４２７４５に記載されているような、金属板等によってＩＣ部を補強する方法が提案されている。しかしながら、樹脂モールドは高温で、かつ、長時間の熱処理が必要であり製造コストが高いうえ、平滑面を生成することや薄型化が困難であるという課題があった。
【０００８】
また、金属板によってＩＣ部を補強する方法では、点圧応力を面圧応力に変換するという効果を持つため、半導体チップの破損を防止することが可能にはなるものの、薄型化が難しいことや、金属板によってＩＣ実装部周辺の曲げに対する柔軟性が損なわれてしまうといった問題がある上、データキャリアを構成するアンテナコイルとの間でコンデンサが形成されてしまうので、共振周波数を低下させてしまい、交信距離が低下してしまうという課題があった。
【０００９】
こうした課題を解決する方法としては、特許第２６２５６５４号のように、樹脂フィルムを半導体チップの上面に積層する方法が知られている。この方法においては、半導体チップの保護構造を持った半導体装置を薄く、低コストで構成することが可能であり、半導体チップの上面に積層されるのものが樹脂フィルムであることから、アンテナコイルとの間でコンデンサを形成することがないので、交信距離を低下させてしまうといった課題を解消させることができる。
【００１０】
しかしながら、上記の方法では、積層した樹脂フィルムが、金属板等の剛性材料にみられるような点圧応力を面圧応力に変換するという効果を持たないため、半導体チップが破損し易いという課題があった。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、薄型で柔軟性のある半導体装置およびデータキャリア装置の点圧負荷による破損を防止させるようにするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の半導体装置は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに、軟質層、硬質層の順に積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１４】
前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層とするようにすることができる。
本発明の第１の半導体装置の製造方法は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに、軟質層、硬質層の順に積層し、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層とするようにすることができる。
【００１５】
本発明の第２の半導体装置は、軟質層からなる緩衝層を備え、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の半導体装置の製造方法は、軟質層からなる緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに積層し、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１のデータキャリア装置は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層されたことを特徴とする。
データキャリア装置の第１の製造方法は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、前記軟質層が接するように積層することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２のデータキャリア装置は、軟質層からなる緩衝層を備え、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面の、半導体チップの直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
本発明の第２のデータキャリア装置の製造方法は、軟質層からなる緩衝層を、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の、半導体チップの直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の半導体装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂから構成された、図５の応力緩衝層４１であり、点圧負荷を分散し、半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２０】
本発明の第２の半導体装置の前記緩衝層は、例えば、図２の応力緩衝層４１であり、軟質層である応力分散層４１ａから構成され、点圧応力を分散し、半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２１】
本発明の第１のデータキャリア装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂから構成された、図７の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂであり、点圧負荷を分散し、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１に搭載された半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２２】
本発明の第２のデータキャリア装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａから構成された、図７の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂであり、点圧負荷を分散し、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１に搭載された半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２３】
本発明の第１の半導体装置においては、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層が設けられ、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層される。
【００２４】
本発明の第２の半導体装置においては、軟質層からなる緩衝層が設けられ、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に積層される。
【００２５】
本発明の第１のデータキャリア装置においては、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層が設けられ、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層される。
【００２６】
本発明の第２のデータキャリア装置においては、軟質層からなる緩衝層が設けられ、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に積層される。
【００２７】
本発明の第１の半導体装置によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を設け、緩衝層を配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層するようにした。
【００２８】
また、本発明の第２の半導体装置によれば、軟質層からなる緩衝層を設け、緩衝層を配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に積層するようにした。
【００２９】
さらに、本発明の第１のデータキャリア装置によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を設け、緩衝層を第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層するようにした。
【００３０】
また、本発明の第２のデータキャリア装置によれば、軟質層からなる緩衝層を設け、緩衝層を第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に積層するようにした。
【００３１】
その結果、いずれにおいても、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させることができ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、高温、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る半導体装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００３３】
尚、図２以降においては、従来の図面と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００３４】
半導体装置の樹脂基材１５は、２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製フィルムである。この樹脂基材１５の図中上面に３５μｍの硬質アルミからなる配線回路３１が積層される。この配線回路３１の表面に熱可塑性の樹脂材（レジスト）３２からなるインク材が所定のパターン状に塗布されて積層されている。この樹脂材３２は、エッチングにより配線回路３１を形成する際に、配線回路３１として形成される部分をマスクするために塗布されるものである。
【００３５】
また、配線回路３１上の樹脂材３２が積層されていない部分（エッチングの後に、樹脂材３２が剥がされた部分）には、１５０μｍの厚さの半導体チップ１１が、そのバンプ１２を介して接続されている。さらに、半導体チップ１１の上には、応力緩衝層４１が積層されている。応力緩衝層４１は、７０μｍの不織布に軟質の粘着性樹脂粒子を付着させた応力分散層４１ａから構成されている。また、応力緩衝層４１は、樹脂材１５の図中下側にも積層されている。
【００３６】
以上のような構成から半導体装置は、その応力緩衝層４１（応力分散層４１ａ）に、比較的広い面積の点圧負荷５１がかけられると、図３に示すように、粘着性の軟質樹脂粒子５２を伝播する過程で点圧負荷５１が、図中の矢印に示すように、半導体チップ１１に対して分散されることになるため、半導体チップ１１への作用面積を増加させることができる。半導体チップ１１を構成するシリコン（Ｓｉ）等の脆性材は、衝撃的応力、あるいは点圧的応力には非常に弱いという欠点があるが、面圧的応力には非常に強い（圧縮応力で４５０ＭＰａに達する）という特性がある。このため、図３に示すように、応力分散層４１ａからなる応力緩衝層４１が、点圧負荷５１に示すような点圧的応力の作用面積を分散して、面圧的応力に変化させることにより、点圧的応力に対して強い半導体装置を構成することが可能となる。
【００３７】
ところが、図２に示すような半導体装置では、図４に示すように、比較的作用面積の小さい、例えば、先端の鋭い圧子等からなる点圧負荷６１がかけられると、応力緩衝層４１の応力分散層４１ａが、点圧負荷６１の作用面積を時間経過に伴って増加させる（分散させる）ことができず、結果として、図４中の矢印に示すように、半導体チップ１１には、局部的に大きな負荷がかかってしまい、破損してしまう恐れがある。
【００３８】
そこで、図５に示すように、応力緩衝層４１に、軟質層である応力分散層４１ａに加えて、さらに、樹脂基材１５に対して外側の面に、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた（熱硬化樹脂だけでも良い）３０μｍの硬質層４１ｂを設ける。
【００３９】
このような構成とすることで、図６に示すように、硬質層４１ｂ内に、局部的に比較的面積の小さい、例えば、先端が鋭い圧子等からなる点圧負荷６１に対して応力場が生じ、点圧負荷６１の作用面積が極短時間で増加するという効果が得られる。結果として、応力分散層４１ａの軟質樹脂粒子５２を伝播する過程で点圧負荷６１が、図中の矢印に示すように、半導体チップ１１に対して分散されることになるため、半導体チップ１１への作用面積を増加させることができ、比較的面積の小さい点圧負荷６１による負荷に対しても、半導体装置が破損し難い構成とすることが可能となる。また、硬質層４１ｂを設けても、応力緩衝層４１は、０．１ｍｍ（＝応力分散層７０μｍ＋硬質層３０μｍ）程度の厚さで構成できるので、薄型化に対する弊害とならない。
【００４０】
尚、応力緩衝層４１が硬質層４１ｂのみである場合、応力緩衝層４１は、点圧負荷６１によって全く変形しない剛性、あるいは変形を内部で吸収する十分な厚さが必要となる。
【００４１】
次に、図５に示す半導体装置の製造工程について説明する。
【００４２】
第１の工程において、樹脂基材１５および配線回路３１として、例えば、Ａｌ−ＰＥＴ（アルミ−ポリエチレンテレフタレート）積層基材を生成する。樹脂基材１５は、例えば、２５μｍ厚のＰＥＴフィルムであり、その片面に、ウレタン系接着剤を介して３５μｍ厚の硬質アルミ箔からなる配線回路３１を重ね、これを温度１５０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ２の条件で熱ラミネート処理し、積層接着させる。これにより、ＰＥＴフィルムからなる樹脂基材１５の表面に、配線回路３１を形成するための硬質アルミ箔が接着された（樹脂基材１５に配線回路３１の層が積層された）Ａｌ−ＰＥＴ積層材が生成される。
【００４３】
第２の工程において、配線回路３１を形成するための硬質アルミ箔の表面上に所定のパターン形状のエッチングレジストパターンとなる樹脂材３２を形成する。
【００４４】
第３の工程において、第２の工程により形成されたエッチングレジストパターンから露出するアルミ箔部分をエッチング処理により除去し、配線回路パタ−ンを形成する。このエッチング処理に際しては、エッチング液としてＮａＯＨ（水酸化ナトリウム（濃度：１２０ｇ／ｌ））を５０℃の条件で使用し、配線回路３１として不要な部分のアルミ箔を除去する。
【００４５】
第４の工程において、半導体チップ１１を第３の工程の処理で形成された配線回路３１上に接続する。すなわち、エッチング処理の後、図５に示すように、所定の部分の樹脂材３２を剥がして、接続用の配線回路３１のアルミ箔が剥き出しになった部分に、半導体チップ１１のバンプ１２を介して接続（実装）する。この時の半導体チップ１１の実装方法は、異方導電性接着剤による実装方法、あるいは超音波、導電性接着剤による実装方法等を用いる。
【００４６】
第５の工程において、第４の工程の処理で実装された半導体チップ１１の直上、及び、樹脂基材１５の半導体チップ１１が実装されていない面側に、応力緩衝層４１（応力分散層４１ａのみ、または、応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂ）を積層する。軟質樹脂粒子（アクリル等）５２からなる応力分散層４１ａを作製する。この応力分散層４１ａは、軟質樹脂粒子５２を高温で吹き付けるスプレーコート法により生成されるが、不織布に粘着性の軟質樹脂粒子５２、例えばアクリル系樹脂を塗布した粘着性のフィルムテ−プ７０μｍを予め作製し、このテープを貼り付けてもよい。
【００４７】
さらに、硬質層４１ｂを積層する場合、硬質層４１ｂは、応力分散層４１ａの表面にエポキシ等の熱硬化性樹脂を３０μｍ乃至５０μｍ程に度塗布し、１２０℃で３０分程度硬化させて形成することができる。また、応力分散層４１ａとして上記の粘着性のフィルムテ−プを用いるとき、予め作製したエポキシ、あるいはガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた、３０μｍ程度の厚さのフィルムからなる硬化層４１ｂを貼り付けて形成するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図７を参照して、以上のような応力緩衝層４１を、フィルム状データキャリア装置に応用した例について説明する。図７（Ａ）は、データキャリア装置７１の平面図であり、図７（Ｂ）は、データキャリア装置７１の側面図である。図７（Ａ），図７（Ｂ）に示すように、デ−タキャリア装置７１は、水平方向Ｈが７８ｍｍ、垂直方向Ｖが４８ｍｍのカード状のもので、フィルム状樹脂製基体にアンテナコイル７２を構成する金属箔パタ−ンを有するデ−タキャリア装置７１の本体と、樹脂基材１５の表面の配線回路３１に半導体チップ１１を実装した電子部品モジュール８１とが一体化された構造となっており、アンテナコイル７２を介して、半導体チップ１１に内蔵された通信回路（図示せず）により図示せぬ読取装置と電磁波で通信することができる。
【００４９】
デ−タキャリア装置７１には、電子部品モジュール８１の半導体チップ１１の実装されていない樹脂基材１５の表面、及び、電子部品モジュール８１が実装されていない基体表面の半導体チップ１１の直上の位置の面に、それぞれ上記の応力緩衝層４１（総厚０．１ｍｍ（＝（応力分散層４１ａ：７０μｍ）＋（硬質層４１ｂ：３０μｍ）））と同様の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが積層されている。
【００５０】
図８には、図７に示すデータキャリア装置７１における半導体チップ１１の実装されていない応力緩衝層１０１ｂに向けて、φ１０ｍｍ、および、φ０．５ｍｍの圧子によって点圧負荷１１１をかけた場合に半導体チップ１１に割れが入る限界荷重（Ｎ）が示されている。
【００５１】
ここで、図８の構造Ａには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが積層されていない場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｂには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂが積層されている場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｃには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａのみが積層されている場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｄには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、硬質層４１ｂのみが積層されている場合の限界荷重が示されており、さらに、図８の構造Ｅには、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１が積層されていない面のみに、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ｂが積層されている場合の限界荷重が示されている。
【００５２】
尚、点圧負荷１１１が負荷される面と反対側の面には、硬質の樹脂板を置いた。
【００５３】
図８の構造Ｂに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂが積層されている場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が６倍以上（＝４５／７．１）となり、また、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２．５倍以上（＝１８／６．８）となることが示されている。
【００５４】
また、図８の構造Ｃに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａのみが設けられた場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が６倍以上（＝４３／７．１）となるが、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が１．５倍弱程度（＝１０／６．８）となることが示されている。これは、例えば、先端が鋭いφ０．５ｍｍの圧子による点圧負荷に対して、応力分散層４１ａだけでは、極短時間のうちに作用面積を広げることができないため、構造Ａの場合と比較して、限界荷重が低下することを示している。
【００５５】
さらに、図８の構造Ｄに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、硬質層４１ｂのみ（但し、厚さ０．１ｍｍ以下）が設けられた場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２倍以上（＝１７／７．１）となるが、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が１０％（＝１００×（７．８−６．８）／６．８）程度しか向上しないことが示されている。すなわち、硬質部４１ｂだけでは、作用面積を広げることができないので、構造Ａの場合に比べて強度が向上されないことが示されている。
【００５６】
また、図８の構造Ｅに示すように、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ｂのみを設けた場合、すなわち、応力緩衝層１０１ａを設けない場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が５倍弱（＝３４／７．１）程度向上し、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２．５倍弱（＝１８／６．８）程度向上することが示されている。すなわち、片面だけでも応力緩衝層４１が設けられると、衝撃に対する強度を向上させることができ、特に、圧子がφ０．５ｍｍである場合は、両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられる場合と同様の効果が得られることが示されている。
【００５７】
以上の結果から、応力分散層４１ａ、および、硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂをデータキャリア装置７１の両面に、設けるようにすることで、半導体チップ１１の破損の防止効果を最も高めることができ、データキャリア装置７１の片面に設けるだけでも、半導体チップ１１の破損を防止させる効果がある。
【００５８】
以上のように、半導体装置およびデータキャリア装置に少なくとも一方の面に、応力緩衝層を設けるようにすることにより、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、樹脂モールドを使用しないため、高温で、かつ、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層、または、軟質層からなる緩衝層を設けるようにしたので、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させることができ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、高温、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した半導体装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図３】図２の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図４】図２の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図５】本発明を適用した半導体装置のその他の構成を示す図である。
【図６】図５の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図７】本発明を適用したデータキャリア装置の構成を示す図である。
【図８】図７のデータキャリア装置に点圧負荷が加えられたときの半導体チップの限界荷重を示す図である。
【符号の説明】
１１ 半導体チップ
１２ バンプ
１３ 端子
１４ 導電性ペースト
１５ 樹脂基材
３１ 配線回路
３２ 樹脂材
４１ 応力緩衝層
４１ａ 応力分散層
４１ｂ 硬質層
５１ 点圧負荷
５２ 軟質樹脂粒子
６１ 点圧負荷
７１ データキャリア装置
７２ アンテナコイル
８１ 電子部品モジュール
１０１ａ，１０１ｂ 応力緩衝層
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法に関し、特に、外力負荷による破損を防止するようにした半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空タグ、物流管理用ラベル、および、無人改札用パスを使用目的としたデータキャリア装置が一般に普及しつつある。
【０００３】
従来のデータキャリアとしては、例えば、特開平６−２４３３５８に記載された航空タグがある。特開平６−２４３３５８に記載された航空タグは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム製基材の片面に渦巻状導体パターンのアンテナコイルと、送受信回路やメモリ等を搭載したＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（半導体装置）から構成されている。
【０００４】
本出願人は、先に、上述の送受信回路やメモリ等を構成する半導体チップを、フィルム状の絶縁性小片（一種の配線基板）に予め実装することでモジュール化し、この電子部品モジュールを航空タグ本体として構成するＰＥＴフィルム上に接着する構造のデータキャリアを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、航空タグに接着される上記の電子部品モジュールのように、高度の薄型化が要求される配線基板に関して、図１に示すように、プリント回路基板を構成する樹脂基材１５に半導体チップ１１が直接実装されるフリップチップ方式（以下、ＦＣと称する）が提案されている。このＦＣ方式は、半導体チップ１１の電極に、予め接続用のバンプ（突起状端子）１２を形成しておき、このバンプ１２と樹脂基材１５上の端子１３を位置合わせした後、ハンダなどの導電性ペースト１４により接続する方式である。
【０００６】
しかしながら、こうした半導体チップを構成するシリコン（Ｓｉ）は、脆性であり、外部からの機械的応力、特に点圧応力の負荷に対して非常に脆いにもかかわらず、ＦＣ方式で実装されると半導体チップ１１が剥き出しになるため、点圧応力の負荷により半導体チップが欠ける、割れる等の破損が発生し易いという課題があった。
【０００７】
この問題を解決する方法として、半導体チップを実装後に樹脂モールドにより密閉封止する方法、あるいは特開２０００−２４２７４５に記載されているような、金属板等によってＩＣ部を補強する方法が提案されている。しかしながら、樹脂モールドは高温で、かつ、長時間の熱処理が必要であり製造コストが高いうえ、平滑面を生成することや薄型化が困難であるという課題があった。
【０００８】
また、金属板によってＩＣ部を補強する方法では、点圧応力を面圧応力に変換するという効果を持つため、半導体チップの破損を防止することが可能にはなるものの、薄型化が難しいことや、金属板によってＩＣ実装部周辺の曲げに対する柔軟性が損なわれてしまうといった問題がある上、データキャリアを構成するアンテナコイルとの間でコンデンサが形成されてしまうので、共振周波数を低下させてしまい、交信距離が低下してしまうという課題があった。
【０００９】
こうした課題を解決する方法としては、特許第２６２５６５４号のように、樹脂フィルムを半導体チップの上面に積層する方法が知られている。この方法においては、半導体チップの保護構造を持った半導体装置を薄く、低コストで構成することが可能であり、半導体チップの上面に積層されるのものが樹脂フィルムであることから、アンテナコイルとの間でコンデンサを形成することがないので、交信距離を低下させてしまうといった課題を解消させることができる。
【００１０】
しかしながら、上記の方法では、積層した樹脂フィルムが、金属板等の剛性材料にみられるような点圧応力を面圧応力に変換するという効果を持たないため、半導体チップが破損し易いという課題があった。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、薄型で柔軟性のある半導体装置およびデータキャリア装置の点圧負荷による破損を防止させるようにするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の半導体装置は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに、軟質層、硬質層の順に積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１４】
前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層とするようにすることができる。
本発明の第１の半導体装置の製造方法は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに、軟質層、硬質層の順に積層し、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層とするようにすることができる。
【００１５】
本発明の第２の半導体装置は、軟質層からなる緩衝層を備え、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の半導体装置の製造方法は、軟質層からなる緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、半導体チップ直上のみに積層し、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１のデータキャリア装置は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層されたことを特徴とする。
データキャリア装置の第１の製造方法は、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、前記軟質層が接するように積層することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２のデータキャリア装置は、軟質層からなる緩衝層を備え、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面の、半導体チップの直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
本発明の第２のデータキャリア装置の製造方法は、軟質層からなる緩衝層を、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の、半導体チップの直上のみに積層され、軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の半導体装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂから構成された、図５の応力緩衝層４１であり、点圧負荷を分散し、半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２０】
本発明の第２の半導体装置の前記緩衝層は、例えば、図２の応力緩衝層４１であり、軟質層である応力分散層４１ａから構成され、点圧応力を分散し、半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２１】
本発明の第１のデータキャリア装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂから構成された、図７の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂであり、点圧負荷を分散し、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１に搭載された半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２２】
本発明の第２のデータキャリア装置の前記緩衝層は、例えば、軟質層である応力分散層４１ａから構成された、図７の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂであり、点圧負荷を分散し、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１に搭載された半導体チップ１１の破損を防止する。
【００２３】
本発明の第１の半導体装置においては、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層が設けられ、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層される。
【００２４】
本発明の第２の半導体装置においては、軟質層からなる緩衝層が設けられ、緩衝層が、配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に積層される。
【００２５】
本発明の第１のデータキャリア装置においては、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層が設けられ、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層される。
【００２６】
本発明の第２のデータキャリア装置においては、軟質層からなる緩衝層が設けられ、緩衝層が、第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に積層される。
【００２７】
本発明の第１の半導体装置によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を設け、緩衝層を配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層するようにした。
【００２８】
また、本発明の第２の半導体装置によれば、軟質層からなる緩衝層を設け、緩衝層を配線基板の半導体チップを実装していない面上か、または、半導体チップ上の面の少なくともいずれか一方の面に積層するようにした。
【００２９】
さらに、本発明の第１のデータキャリア装置によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を設け、緩衝層を第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、軟質層が接するように積層するようにした。
【００３０】
また、本発明の第２のデータキャリア装置によれば、軟質層からなる緩衝層を設け、緩衝層を第１の基体の電子部品モジュールと対向していない面か、または、第２の基体の半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に積層するようにした。
【００３１】
その結果、いずれにおいても、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させることができ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、高温、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る半導体装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００３３】
尚、図２以降においては、従来の図面と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００３４】
半導体装置の樹脂基材１５は、２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製フィルムである。この樹脂基材１５の図中上面に３５μｍの硬質アルミからなる配線回路３１が積層される。この配線回路３１の表面に熱可塑性の樹脂材（レジスト）３２からなるインク材が所定のパターン状に塗布されて積層されている。この樹脂材３２は、エッチングにより配線回路３１を形成する際に、配線回路３１として形成される部分をマスクするために塗布されるものである。
【００３５】
また、配線回路３１上の樹脂材３２が積層されていない部分（エッチングの後に、樹脂材３２が剥がされた部分）には、１５０μｍの厚さの半導体チップ１１が、そのバンプ１２を介して接続されている。さらに、半導体チップ１１の上には、応力緩衝層４１が積層されている。応力緩衝層４１は、７０μｍの不織布に軟質の粘着性樹脂粒子を付着させた応力分散層４１ａから構成されている。また、応力緩衝層４１は、樹脂材１５の図中下側にも積層されている。
【００３６】
以上のような構成から半導体装置は、その応力緩衝層４１（応力分散層４１ａ）に、比較的広い面積の点圧負荷５１がかけられると、図３に示すように、粘着性の軟質樹脂粒子５２を伝播する過程で点圧負荷５１が、図中の矢印に示すように、半導体チップ１１に対して分散されることになるため、半導体チップ１１への作用面積を増加させることができる。半導体チップ１１を構成するシリコン（Ｓｉ）等の脆性材は、衝撃的応力、あるいは点圧的応力には非常に弱いという欠点があるが、面圧的応力には非常に強い（圧縮応力で４５０ＭＰａに達する）という特性がある。このため、図３に示すように、応力分散層４１ａからなる応力緩衝層４１が、点圧負荷５１に示すような点圧的応力の作用面積を分散して、面圧的応力に変化させることにより、点圧的応力に対して強い半導体装置を構成することが可能となる。
【００３７】
ところが、図２に示すような半導体装置では、図４に示すように、比較的作用面積の小さい、例えば、先端の鋭い圧子等からなる点圧負荷６１がかけられると、応力緩衝層４１の応力分散層４１ａが、点圧負荷６１の作用面積を時間経過に伴って増加させる（分散させる）ことができず、結果として、図４中の矢印に示すように、半導体チップ１１には、局部的に大きな負荷がかかってしまい、破損してしまう恐れがある。
【００３８】
そこで、図５に示すように、応力緩衝層４１に、軟質層である応力分散層４１ａに加えて、さらに、樹脂基材１５に対して外側の面に、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた（熱硬化樹脂だけでも良い）３０μｍの硬質層４１ｂを設ける。
【００３９】
このような構成とすることで、図６に示すように、硬質層４１ｂ内に、局部的に比較的面積の小さい、例えば、先端が鋭い圧子等からなる点圧負荷６１に対して応力場が生じ、点圧負荷６１の作用面積が極短時間で増加するという効果が得られる。結果として、応力分散層４１ａの軟質樹脂粒子５２を伝播する過程で点圧負荷６１が、図中の矢印に示すように、半導体チップ１１に対して分散されることになるため、半導体チップ１１への作用面積を増加させることができ、比較的面積の小さい点圧負荷６１による負荷に対しても、半導体装置が破損し難い構成とすることが可能となる。また、硬質層４１ｂを設けても、応力緩衝層４１は、０．１ｍｍ（＝応力分散層７０μｍ＋硬質層３０μｍ）程度の厚さで構成できるので、薄型化に対する弊害とならない。
【００４０】
尚、応力緩衝層４１が硬質層４１ｂのみである場合、応力緩衝層４１は、点圧負荷６１によって全く変形しない剛性、あるいは変形を内部で吸収する十分な厚さが必要となる。
【００４１】
次に、図５に示す半導体装置の製造工程について説明する。
【００４２】
第１の工程において、樹脂基材１５および配線回路３１として、例えば、Ａｌ−ＰＥＴ（アルミ−ポリエチレンテレフタレート）積層基材を生成する。樹脂基材１５は、例えば、２５μｍ厚のＰＥＴフィルムであり、その片面に、ウレタン系接着剤を介して３５μｍ厚の硬質アルミ箔からなる配線回路３１を重ね、これを温度１５０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ２の条件で熱ラミネート処理し、積層接着させる。これにより、ＰＥＴフィルムからなる樹脂基材１５の表面に、配線回路３１を形成するための硬質アルミ箔が接着された（樹脂基材１５に配線回路３１の層が積層された）Ａｌ−ＰＥＴ積層材が生成される。
【００４３】
第２の工程において、配線回路３１を形成するための硬質アルミ箔の表面上に所定のパターン形状のエッチングレジストパターンとなる樹脂材３２を形成する。
【００４４】
第３の工程において、第２の工程により形成されたエッチングレジストパターンから露出するアルミ箔部分をエッチング処理により除去し、配線回路パタ−ンを形成する。このエッチング処理に際しては、エッチング液としてＮａＯＨ（水酸化ナトリウム（濃度：１２０ｇ／ｌ））を５０℃の条件で使用し、配線回路３１として不要な部分のアルミ箔を除去する。
【００４５】
第４の工程において、半導体チップ１１を第３の工程の処理で形成された配線回路３１上に接続する。すなわち、エッチング処理の後、図５に示すように、所定の部分の樹脂材３２を剥がして、接続用の配線回路３１のアルミ箔が剥き出しになった部分に、半導体チップ１１のバンプ１２を介して接続（実装）する。この時の半導体チップ１１の実装方法は、異方導電性接着剤による実装方法、あるいは超音波、導電性接着剤による実装方法等を用いる。
【００４６】
第５の工程において、第４の工程の処理で実装された半導体チップ１１の直上、及び、樹脂基材１５の半導体チップ１１が実装されていない面側に、応力緩衝層４１（応力分散層４１ａのみ、または、応力分散層４１ａおよび硬質層４１ｂ）を積層する。軟質樹脂粒子（アクリル等）５２からなる応力分散層４１ａを作製する。この応力分散層４１ａは、軟質樹脂粒子５２を高温で吹き付けるスプレーコート法により生成されるが、不織布に粘着性の軟質樹脂粒子５２、例えばアクリル系樹脂を塗布した粘着性のフィルムテ−プ７０μｍを予め作製し、このテープを貼り付けてもよい。
【００４７】
さらに、硬質層４１ｂを積層する場合、硬質層４１ｂは、応力分散層４１ａの表面にエポキシ等の熱硬化性樹脂を３０μｍ乃至５０μｍ程に度塗布し、１２０℃で３０分程度硬化させて形成することができる。また、応力分散層４１ａとして上記の粘着性のフィルムテ−プを用いるとき、予め作製したエポキシ、あるいはガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた、３０μｍ程度の厚さのフィルムからなる硬化層４１ｂを貼り付けて形成するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図７を参照して、以上のような応力緩衝層４１を、フィルム状データキャリア装置に応用した例について説明する。図７（Ａ）は、データキャリア装置７１の平面図であり、図７（Ｂ）は、データキャリア装置７１の側面図である。図７（Ａ），図７（Ｂ）に示すように、デ−タキャリア装置７１は、水平方向Ｈが７８ｍｍ、垂直方向Ｖが４８ｍｍのカード状のもので、フィルム状樹脂製基体にアンテナコイル７２を構成する金属箔パタ−ンを有するデ−タキャリア装置７１の本体と、樹脂基材１５の表面の配線回路３１に半導体チップ１１を実装した電子部品モジュール８１とが一体化された構造となっており、アンテナコイル７２を介して、半導体チップ１１に内蔵された通信回路（図示せず）により図示せぬ読取装置と電磁波で通信することができる。
【００４９】
デ−タキャリア装置７１には、電子部品モジュール８１の半導体チップ１１の実装されていない樹脂基材１５の表面、及び、電子部品モジュール８１が実装されていない基体表面の半導体チップ１１の直上の位置の面に、それぞれ上記の応力緩衝層４１（総厚０．１ｍｍ（＝（応力分散層４１ａ：７０μｍ）＋（硬質層４１ｂ：３０μｍ）））と同様の応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが積層されている。
【００５０】
図８には、図７に示すデータキャリア装置７１における半導体チップ１１の実装されていない応力緩衝層１０１ｂに向けて、φ１０ｍｍ、および、φ０．５ｍｍの圧子によって点圧負荷１１１をかけた場合に半導体チップ１１に割れが入る限界荷重（Ｎ）が示されている。
【００５１】
ここで、図８の構造Ａには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが積層されていない場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｂには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂが積層されている場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｃには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａのみが積層されている場合の限界荷重が示されており、図８の構造Ｄには、データキャリア装置７１の両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、硬質層４１ｂのみが積層されている場合の限界荷重が示されており、さらに、図８の構造Ｅには、データキャリア装置７１の電子部品モジュール８１が積層されていない面のみに、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ｂが積層されている場合の限界荷重が示されている。
【００５２】
尚、点圧負荷１１１が負荷される面と反対側の面には、硬質の樹脂板を置いた。
【００５３】
図８の構造Ｂに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂが積層されている場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が６倍以上（＝４５／７．１）となり、また、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２．５倍以上（＝１８／６．８）となることが示されている。
【００５４】
また、図８の構造Ｃに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、応力分散層４１ａのみが設けられた場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が６倍以上（＝４３／７．１）となるが、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が１．５倍弱程度（＝１０／６．８）となることが示されている。これは、例えば、先端が鋭いφ０．５ｍｍの圧子による点圧負荷に対して、応力分散層４１ａだけでは、極短時間のうちに作用面積を広げることができないため、構造Ａの場合と比較して、限界荷重が低下することを示している。
【００５５】
さらに、図８の構造Ｄに示すように、応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂとして、硬質層４１ｂのみ（但し、厚さ０．１ｍｍ以下）が設けられた場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２倍以上（＝１７／７．１）となるが、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が１０％（＝１００×（７．８−６．８）／６．８）程度しか向上しないことが示されている。すなわち、硬質部４１ｂだけでは、作用面積を広げることができないので、構造Ａの場合に比べて強度が向上されないことが示されている。
【００５６】
また、図８の構造Ｅに示すように、応力分散層４１ａと硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ｂのみを設けた場合、すなわち、応力緩衝層１０１ａを設けない場合、構造Ａの応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられていない場合に比べて、φ１０ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が５倍弱（＝３４／７．１）程度向上し、φ０．５ｍｍの点圧負荷１１１に対しては、その強度が２．５倍弱（＝１８／６．８）程度向上することが示されている。すなわち、片面だけでも応力緩衝層４１が設けられると、衝撃に対する強度を向上させることができ、特に、圧子がφ０．５ｍｍである場合は、両面に応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂが設けられる場合と同様の効果が得られることが示されている。
【００５７】
以上の結果から、応力分散層４１ａ、および、硬質層４１ｂからなる応力緩衝層１０１ａ，１０１ｂをデータキャリア装置７１の両面に、設けるようにすることで、半導体チップ１１の破損の防止効果を最も高めることができ、データキャリア装置７１の片面に設けるだけでも、半導体チップ１１の破損を防止させる効果がある。
【００５８】
以上のように、半導体装置およびデータキャリア装置に少なくとも一方の面に、応力緩衝層を設けるようにすることにより、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、樹脂モールドを使用しないため、高温で、かつ、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法によれば、軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層、または、軟質層からなる緩衝層を設けるようにしたので、半導体チップを実装する部分の薄型化や、曲げに対する柔軟性を妨げることなく、点圧負荷に対する強度を向上させることができ、破損を防止することが可能になると共に、その製造工程において、高温、長時間の処理を必要としないので低コストでの製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した半導体装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図３】図２の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図４】図２の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図５】本発明を適用した半導体装置のその他の構成を示す図である。
【図６】図５の半導体装置に点圧負荷が加えられたときの状態を説明する図である。
【図７】本発明を適用したデータキャリア装置の構成を示す図である。
【図８】図７のデータキャリア装置に点圧負荷が加えられたときの半導体チップの限界荷重を示す図である。
【符号の説明】
１１ 半導体チップ
１２ バンプ
１３ 端子
１４ 導電性ペースト
１５ 樹脂基材
３１ 配線回路
３２ 樹脂材
４１ 応力緩衝層
４１ａ 応力分散層
４１ｂ 硬質層
５１ 点圧負荷
５２ 軟質樹脂粒子
６１ 点圧負荷
７１ データキャリア装置
７２ アンテナコイル
８１ 電子部品モジュール
１０１ａ，１０１ｂ 応力緩衝層
Claims (10)
- 配線基板に半導体チップを実装した半導体装置において、
軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、
前記緩衝層が、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、前記半導体チップ直上のみに、前記軟質層、前記硬質層の順に積層され、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 配線基板に半導体チップを実装する半導体装置を製造する半導体製造方法において、
軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、前記半導体チップ直上のみに、前記軟質層、前記硬質層の順に積層し、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記硬質層は、ガラスクロスに熱硬化樹脂を含浸させた層、または、熱硬化樹脂層である
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。 - 配線基板に半導体チップを実装した半導体装置において、
軟質層からなる緩衝層を備え、
前記緩衝層が、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、前記半導体チップ直上のみに積層され、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とする半導体装置。 - 配線基板に半導体チップを実装した半導体装置の製造方法において、
軟質層からなる緩衝層を、前記配線基板の前記半導体チップを実装している面の、前記半導体チップ直上のみに積層し、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第１の基体にアンテナコイルを構成する金属箔パターンを有するデータキャリア本体と、第２の基体表面の配線回路に半導体チップを実装した電子部品モジュールとを備え、前記第１の基体の前記金属箔パターンを有する面と、前記第２の基体の前記半導体チップが実装された面とが、対向した状態で一体化して構成されたデータキャリア装置において、
軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を備え、
前記緩衝層が、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、前記軟質層が接するように積層された
ことを特徴とするデータキャリア装置。 - 第１の基体にアンテナコイルを構成する金属箔パターンを有するデータキャリア本体と、第２の基体表面の配線回路に半導体チップを実装した電子部品モジュールとを備え、前記第１の基体の前記金属箔パターンを有する面と、前記第２の基体の前記半導体チップが実装された面とが、対向した状態で一体化して構成されたデータキャリア装置の製造方法において、
軟質層および硬質層からなる２層構造の緩衝層を、前記第１の基体の前記電子部品モジュールと対向していない面か、または、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の少なくともいずれか一方の面に、前記軟質層が接するように積層する
ことを特徴とするデータキャリア装置の製造方法。 - 第１の基体にアンテナコイルを構成する金属箔パターンを有するデータキャリア本体と、第２の基体表面の配線回路に半導体チップを実装した電子部品モジュールとを備え、前記第１の基体の前記金属箔パターンを有する面と、前記第２の基体の前記半導体チップが実装された面とが、対向した状態で一体化して構成されたデータキャリア装置において、
軟質層からなる緩衝層を備え、
前記緩衝層が、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の、前記半導体チップの直上のみに積層され、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とするデータキャリア装置。 - 第１の基体にアンテナコイルを構成する金属箔パターンを有するデータキャリア本体と、第２の基体表面の配線回路に半導体チップを実装した電子部品モジュールとを備え、前記第１の基体の前記金属箔パターンを有する面と、前記第２の基体の前記半導体チップが実装された面とが、対向した状態で一体化して構成されたデータキャリア装置の製造方法において、
軟質層からなる緩衝層を、前記第２の基体の前記半導体チップを実装していない面の、前記半導体チップ直上のみに積層し、
前記軟質層が、樹脂粒子により構成された層、若しくは、不織布、または、樹脂フィルムに粘着性樹脂粒子を固定した粘着テープである
ことを特徴とするデータキャリア装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000335385A JP3552163B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000335385A JP3552163B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141369A JP2002141369A (ja) | 2002-05-17 |
| JP3552163B2 true JP3552163B2 (ja) | 2004-08-11 |
| JP2002141369A5 JP2002141369A5 (ja) | 2004-12-09 |
Family
ID=18811139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000335385A Expired - Fee Related JP3552163B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3552163B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005293460A (ja) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触ｉｃカード用インレットおよび非接触ｉｃカード |
| JP6938362B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2021-09-22 | トッパン・フォームズ株式会社 | Ｒｆｉｄラベル |
| CN111276419B (zh) * | 2018-12-04 | 2023-02-24 | 昆山微电子技术研究院 | 一种固相键合装置 |
-
2000
- 2000-11-02 JP JP2000335385A patent/JP3552163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002141369A (ja) | 2002-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100332285B1 (ko) | 반도체장치 및 제조방법 | |
| KR100416410B1 (ko) | 비접촉식ic카드및그제조방법 | |
| US6633078B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing an electronic equipment, electronic equipment and portable information terminal | |
| JP3907461B2 (ja) | 半導体モジュールの製造方法 | |
| KR100417055B1 (ko) | 반도체장치 | |
| KR20010072939A (ko) | Ｉｃ 카드 | |
| US7960752B2 (en) | RFID tag | |
| JP3878288B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH08310172A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2004128418A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2005275802A (ja) | 電波読み取り可能なデータキャリアの製造方法および該製造方法に用いる基板並びに電子部品モジュール | |
| JP2970411B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3552163B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに、データキャリア装置およびデータキャリア装置の製造方法 | |
| JP2000067200A (ja) | Ｉｃカード | |
| JP3753984B2 (ja) | 非接触通信機器用モジュール及びその製造方法 | |
| JP2008235838A (ja) | 半導体装置、その製造方法、その実装方法およびこれを用いたｉｃカード | |
| JP4154629B2 (ja) | 非接触式ｉｃカード | |
| TWI336223B (en) | Electronic device and method of manufacturing same | |
| JP2004185229A (ja) | 非接触型ｉｃカード及びその製造方法 | |
| JP2003162703A (ja) | Ｉｃカードとその製造方法 | |
| JP5248518B2 (ja) | 電子、特に微細電子機能群とその製造方法 | |
| JPH104122A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2005354110A (ja) | 非接触通信機器用モジュール、ｉｃカード、非接触通信機器用モジュールの製造方法 | |
| JP3350405B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2002304608A (ja) | 非接触式ｉｃカード |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031219 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031219 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20031219 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20040120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040122 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040318 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040409 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040422 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110514 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120514 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |